[发明专利]用于对半导体元件进行键合的系统及方法

说明书

一种对半导体元件进行超声键合的方法，包括以下步骤：(a)将第一半导体元件的多个第一导电结构的表面与第二半导体元件的多个第二导电结构的相应表面对准；(b)在所述第一导电结构中的若干个第一导电结构与所述第二导电结构中的相应若干个第二导电结构之间超声地形成定位键合部；以及(c)在所述第一导电结构和所述第二导电结构之间形成完整键合部。

相关申请的交叉引用

本申请是于2016年5月5日提交的15/147,015号申请的部分延续申请，该15/147,015号申请是于2015年8月10日提交的14/822,164号申请的分案申请，该14/822,164号申请是于2014年10月3日提交的14/505,609号申请(现为美国专利9,136,240号)的延续申请，该14/505,609号申请要求于2013年8月8日提交的临时申请61/888,203号的权益，这些申请中的每个的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体封装的形成，尤其涉及用于将半导体元件键合在一起的改进系统及方法。

背景技术

传统的半导体封装通常包括裸片附接工艺和引线键合工艺。在这个行业中，先进半导体封装技术(例如，倒装芯片键合、热压键合等)正获得更多的关注。例如，在热压键合中，在半导体元件之间使用热量和压力来形成多个互连部。

虽然先进封装技术的应用日益增加，但是在这些技术中存在许多限制，这些限制包括例如与一些先进封装技术的相对初期(relative infancy)有关的限制。因此，期望提供用于将半导体元件键合在一起的改进系统及方法。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种对半导体元件进行超声键合的方法。所述方法包括以下步骤：(a)将第一半导体元件的多个第一导电结构的表面与第二半导体元件的多个第二导电结构的相应表面对准；(b) 在所述第一导电结构中的若干个第一导电结构与所述第二导电结构中相应的若干个第二导电结构之间超声地形成定位键合部；以及(c)在所述第一导电结构和所述第二导电结构之间形成完整键合部。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种键合系统。所述键合系统包括用于支撑第一半导体元件的支撑结构，所述第一半导体元件包括多个第一导电结构。所述键合系统还包括键合工具，所述键合工具用于承载包括多个第二导电结构的第二半导体元件，并且用于给所述第二半导体元件施加超声能量，以在所述多个第二导电结构中的若干个第二导电结构与所述多个第一导电结构中相应的若干个第一导电结构之间形成定位键合部。

附图说明

当结合附图阅读下面的详细描述时，将最佳地理解本发明。需要强调的是，根据通常的实践，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或减小。附图中包括以下图片：

图1A至图1C是超声键合机的部分的框图，它们示出了根据本发明的一个示例性实施例的将上部半导体元件键合至下部半导体元件的结构及方法；

图2A是超声键合机的部分的框图，其示出了根据本发明的另一个示例性实施例的将上部半导体元件键合至下部半导体元件的结构及方法；

图2B是图2A的“图2B”部分的放大图；

图2C是图2B在超声键合后的视图；

图3是超声键合机的部分的框图，其示出了根据本发明的又一个示例性实施例的将上部半导体元件键合至下部半导体元件的结构及方法；

图4A是超声键合机的部分的框图，其示出了根据本发明的又一个示例性实施例的将上部半导体元件键合至下部半导体元件的结构及方法；

图4B是图4A的“图4B”部分的放大图；

图4C是图4B在超声键合后的视图；